El hallazgo de triptófano en el asteroide Bennu y lo que revela sobre el origen de la vida

  • Las muestras devueltas por la misión OSIRIS-REx de la NASA han revelado indicios sólidos de triptófano en el asteroide Bennu, primer caso de este aminoácido esencial identificado en material extraterrestre.
  • Bennu contiene al menos 15 de los 20 aminoácidos que utiliza la vida terrestre, además de las cinco nucleobases del ADN y el ARN y diversas sales y minerales asociados a agua líquida.
  • Los análisis muestran que el asteroide sufrió una alteración acuosa heterogénea, con distintos microambientes químicos que favorecieron la síntesis de compuestos orgánicos complejos.
  • El hallazgo respalda la hipótesis de que asteroides y cometas actuaron como "repartidores" de los ingredientes prebióticos que favorecieron el surgimiento de la vida en la Tierra primitiva y posiblemente en otros mundos.

triptófano en el asteroide Bennu

La identificación de triptófano en el asteroide Bennu se ha convertido en uno de los hallazgos más llamativos de la astrobiología reciente. Por primera vez, un aminoácido esencial complejo, conocido popularmente por estar presente en alimentos como el pavo, aparece de forma convincente en material extraterrestre recogido de manera directa y en condiciones casi inmaculadas.

El resultado procede de las muestras que la misión OSIRIS-REx de la NASA trajo a la Tierra desde Bennu, un pequeño asteroide cercano que se considera una auténtica cápsula del tiempo del Sistema Solar primitivo. El descubrimiento no solo amplía el catálogo de compuestos orgánicos detectados fuera de nuestro planeta, sino que refuerza la idea de que los ingredientes básicos de la vida pudieron fabricarse y viajar por el espacio mucho antes de que la Tierra fuera habitable.

Qué es Bennu y por qué este asteroide interesa tanto a la astrobiología

Bennu es un asteroide rico en carbono de unos 500 metros de diámetro que pasa relativamente cerca de la Tierra aproximadamente cada seis años. Todo apunta a que es un fragmento desprendido de un cuerpo mayor situado originalmente en el cinturón principal de asteroides, entre Marte y Júpiter, que se formó hace miles de millones de años.

Su composición química conserva huellas de los procesos que actuaron en el Sistema Solar temprano: restos de antiguas supernovas, minerales hidratados, sales y compuestos orgánicos que se fueron modificando con el paso del tiempo por el calor interno, el hielo derretido y la radiación solar. Para los científicos, estudiar Bennu equivale a abrir una ventana a los primeros capítulos de la historia química de nuestro vecindario cósmico.

Además, los datos orbitales indican que Bennu se aproxima de forma recurrente a la órbita terrestre y que, aunque la probabilidad es baja, existe una pequeña posibilidad de impacto a finales del siglo XXII. Este interés por su trayectoria se suma al interés científico por su composición, lo que explica que se haya elegido como objetivo de una misión tan compleja como OSIRIS-REx.

Para Europa y en particular para la comunidad científica española, Bennu es también una oportunidad. Investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias y centros europeos participan en el análisis de compuestos orgánicos similares en regiones de formación estelar, conectando lo que se ve en el laboratorio con lo que se detecta en el espacio interestelar.

La misión OSIRIS-REx: cómo se consiguieron las muestras de Bennu

La sonda OSIRIS-REx (siglas en inglés de Orígenes, Interpretación Espectral, Identificación de Recursos y Seguridad) despegó con un objetivo muy concreto: tocar la superficie de Bennu, recoger regolito y traerlo a casa. Tras varios meses de maniobras alrededor del asteroide, la nave se aproximó en octubre de 2020 y, mediante un breve contacto con su brazo robótico, capturó polvo y fragmentos de roca.

En total, la misión logró 121,6 gramos de material, una cantidad récord para este tipo de proyectos. La cápsula con la muestra aterrizó en la Tierra en 2023 y, a partir de ahí, la NASA comenzó a distribuir pequeñas porciones a equipos de investigación de todo el mundo, incluidos grupos europeos especializados en química orgánica extraterrestre.

Una parte fundamental de este éxito reside en la forma en que se ha preservado la muestra. El regolito no atravesó la atmósfera terrestre como un meteorito, de modo que no sufrió el calentamiento extremo ni las alteraciones químicas típicas de las rocas espaciales que caen al suelo. Tampoco se expuso al aire o al agua de la Tierra más allá de protocolos extremadamente controlados.

Para los expertos en astrobiología, esto convierte a las muestras de Bennu en material prístino, casi libre de contaminación. Esa pureza es clave cuando se busca detectar moléculas delicadas como el triptófano, que se destruyen con facilidad en condiciones hostiles o se confunden con contaminantes terrestres.

En el caso concreto del estudio donde se ha identificado el triptófano, la fracción analizada era minúscula: solo unos 50 miligramos. Aun así, la sensibilidad de los instrumentos ha sido suficiente para obtener señales químicas claras de que allí había algo más que los aminoácidos ya conocidos.

Cómo se ha detectado el triptófano en el material de Bennu

El nuevo trabajo científico, publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), combinó dos técnicas complementarias para escrutar el conjunto de compuestos orgánicos presentes en varios fragmentos del asteroide. El objetivo era construir un panorama lo más completo posible de la química interna de Bennu.

Por un lado, se aplicó pirólisis de destello, un método que calienta el material de manera muy rápida, liberando gases y compuestos que se habían quedado atrapados en la roca. Esas moléculas se identifican después mediante su huella en un cromatograma y en espectros de masas, algo así como un DNI químico.

Por otro lado, se recurrió a técnicas de química húmeda, pensadas para desarmar y modificar ligeramente las moléculas orgánicas con el fin de poder reconstruir su estructura y su configuración. Esta estrategia es especialmente útil para distinguir entre distintos tipos de aminoácidos y para detectar compuestos presentes en cantidades ínfimas.

Al cruzar los resultados de ambos enfoques, el equipo encontró un catálogo de compuestos orgánicos coherente con estudios previos de meteoritos ricos en carbono, pero con un detalle nuevo: señales débiles pero consistentes que apuntaban a un quinceavo aminoácido en Bennu, el triptófano. Hasta ahora, nunca se había reportado de forma fiable este aminoácido en meteoritos ni en otras muestras devueltas del espacio.

Los investigadores insisten en que, aunque el nivel de confianza es alto, aún se requieren análisis adicionales con protocolos de limpieza incluso más estrictos para descartar de forma definitiva cualquier rastro de contaminación terrestre. Pero la coincidencia de las señales en distintos experimentos y la pureza de las muestras hacen que muchos especialistas consideren el hallazgo como muy sólido.

Por qué el triptófano es tan importante en este contexto

El triptófano es uno de los 20 aminoácidos que utiliza la vida en la Tierra para producir proteínas, y pertenece al grupo de los denominados aminoácidos esenciales, aquellos que nuestro organismo no puede sintetizar y que, por tanto, debemos obtener a través de la alimentación.

Desde el punto de vista químico, se trata de uno de los aminoácidos más complejos, con un anillo aromático que participa en reacciones clave y ayuda a estabilizar la estructura de muchas proteínas. Además, es un precursor de moléculas como la serotonina, relacionada con el estado de ánimo y el sueño, lo que ha alimentado la popular asociación entre el pavo de las comidas festivas y la somnolencia.

Encontrar triptófano, aunque sea en forma de trazas, sugiere que la química que se dio en cuerpos pequeños como Bennu fue capaz de generar un repertorio de aminoácidos muy amplio, no limitado a los más simples. En la Tierra, estos aminoácidos complejos son fundamentales para el funcionamiento de las células y para la diversidad de las proteínas.

Hasta este nuevo resultado, las investigaciones sobre Bennu ya habían confirmado la presencia de 14 aminoácidos utilizados por los seres vivos, además de las cinco nucleobases del ADN y el ARN. La incorporación del triptófano eleva a 15 el número de aminoácidos formadores de proteínas detectados en el asteroide, algo que, visto desde la perspectiva astrobiológica, es un paso significativo.

Varios especialistas, entre ellos astroquímicos del Centro de Vuelo Espacial Goddard y científicos de instituciones europeas, subrayan que este tipo de hallazgos refuerza la hipótesis de que los bloques constructores de la vida se generaron de forma natural en muchos entornos espaciales distintos, y no exclusivamente en la superficie de nuestro planeta.

Un asteroide químicamente diverso: agua, sales y materia orgánica

El análisis de las muestras ha mostrado que Bennu está lejos de ser un objeto homogéneo. Las proporciones de compuestos orgánicos solubles e insolubles cambian de una piedra a otra, lo que indica que el cuerpo original del que surgió el asteroide experimentó distintos procesos geológicos internos.

Los datos apuntan a que en el interior de ese cuerpo progenitor circuló agua líquida de forma desigual, generando una alteración acuosa heterogénea. En unas zonas se formaron determinados tipos de minerales hidratados y sales, mientras que en otras predominaban hidrocarburos más complejos, como los policíclicos aromáticos.

Esta mezcla de sales, amoníaco, minerales y materia orgánica recuerda a lo que se observa en las condritas carbonáceas, un tipo de meteorito muy estudiado en los laboratorios europeos. La diferencia es que las muestras de Bennu llegan sin las cicatrices de la entrada atmosférica, por lo que conservan componentes frágiles que en los meteoritos suelen desaparecer.

Investigadores implicados en la misión destacan que el cuerpo parental de Bennu debió ser un pequeño mundo geológico activo, con varios sistemas líquidos operando en momentos y lugares diferentes, cada uno impulsando su propia química. Bennu habría heredado y preservado parte de ese mosaico de ambientes.

Si distintas regiones de un mismo asteroide ofrecen microambientes químicos variados, se multiplican las probabilidades de que, en alguno de ellos, se ensamblen moléculas cada vez más complejas. Para la astrobiología europea, este escenario encaja bien con la idea de que los cuerpos pequeños del Sistema Solar fueron auténticos “laboratorios” químicos durante cientos de millones de años.

Los aminoácidos zurdos y diestros: qué nos dice Bennu sobre la quiralidad de la vida

Uno de los aspectos más curiosos de los aminoácidos encontrados en Bennu es que aparecen en mezclas racémicas, es decir, con cantidades parecidas de versiones “zurdas” (L) y “diestras” (D). Aunque la fórmula química es la misma, la disposición espacial es la imagen en espejo, algo que en biología tiene consecuencias importantes.

En la Tierra, la vida utiliza casi exclusivamente la versión zurda (L) de los aminoácidos para construir proteínas, una asimetría que sigue siendo uno de los enigmas clásicos del origen de la vida. Que las muestras de Bennu muestren una mezcla equilibrada de L y D sugiere que esta preferencia biológica no estaba impuesta desde el principio por la química del Sistema Solar.

Más bien, todo apunta a que la elección de un único “lado” se produjo en etapas posteriores, quizá en la propia Tierra, bajo condiciones físicas o ambientales muy específicas. Este tipo de pistas resulta especialmente interesante para los grupos europeos que modelizan el origen de la homociralidad en sistemas prebióticos.

En cualquier caso, la presencia de mezclas racémicas en Bennu refuerza la idea de que, antes de que apareciera la vida tal y como la conocemos, el catálogo de moléculas disponibles era mucho más neutro desde el punto de vista de la quiralidad. La asimetría, por tanto, pudo ser una consecuencia de procesos locales más que una propiedad global del entorno espacial.

Para quien se pregunta qué implicaciones tiene esto para la búsqueda de vida fuera de la Tierra, la lectura es clara: no podemos asumir que otros mundos usarán exactamente el mismo “lado” molecular que nuestra biología, aunque compartan los mismos tipos básicos de moléculas orgánicas.

Asteroides como mensajeros: ¿pudo llegar la vida a la Tierra a lomos de Bennu y sus parientes?

Desde hace décadas, distintos grupos de investigación manejan una hipótesis sugerente: que los asteroides y cometas actuaron como vehículos de transporte de compuestos prebióticos hacia la Tierra primitiva. Los nuevos resultados de Bennu dan más peso a esa idea.

El hecho de que en este asteroide se hayan encontrado aminoácidos, nucleobases, amoníaco y agua, todo ello en un entorno que conserva rastros de antiguas salmueras, encaja bien con el escenario de una “entrega cósmica” de ingredientes clave para la química de la vida.

Investigaciones previas en otros cuerpos, como el asteroide Ryugu -cuyas muestras fueron devueltas por la agencia espacial japonesa- y numerosos meteoritos carbonáceos que se estudian en laboratorios de Europa y Estados Unidos, ya habían mostrado la presencia de diversos aminoácidos. Bennu, sin embargo, aporta un repertorio más rico y mejor conservado.

Algunos expertos han descrito estos cuerpos menores como un “servicio de reparto” de moléculas que bombardeó la superficie terrestre durante sus primeros cientos de millones de años. En ese tiempo, grandes cantidades de compuestos orgánicos pudieron acumularse en océanos, charcas y superficies rocosas, facilitando que se desencadenaran reacciones cada vez más complejas.

Desde el punto de vista de la investigación europea, esta visión tiene implicaciones claras para el estudio de exoplanetas y sistemas planetarios jóvenes: si la química natural del espacio produce de forma habitual los mismos bloques que usa la vida terrestre, es razonable plantearse que procesos análogos podrían estar ocurriendo en otros rincones de la galaxia.

Conexiones con observaciones en nubes interestelares y regiones de formación estelar

El hallazgo de triptófano en Bennu se enlaza con trabajos que se desarrollan desde Europa en el ámbito de la astronomía infrarroja y milimétrica. Equipos del Instituto de Astrofísica de Canarias y otras instituciones han identificado firmas del triptófano en regiones de formación estelar, como el complejo molecular de Perseo.

En la zona conocida como IC348, por ejemplo, se han detectado líneas de emisión compatibles con este aminoácido en datos de telescopios espaciales, lo que sugiere que moléculas complejas se forman ya en nubes de gas y polvo mucho antes de que surjan sistemas planetarios maduros.

Que el mismo tipo de molécula aparezca tanto en entornos interestelares lejanos como en un asteroide cercano como Bennu respalda la idea de un universo químicamente prolífico. No sería necesario un entorno excepcional para que aparezcan aminoácidos esenciales; bastaría con las condiciones que se dan de forma natural en nubes moleculares y cuerpos ricos en hielo y carbono.

Para la comunidad científica europea, estos resultados son un aliciente para buscar otros aminoácidos y compuestos prebióticos en distintas regiones de la Vía Láctea. Cuantos más ejemplos se acumulen, más difícil será sostener que la Tierra es una rareza química.

La combinación de análisis de laboratorio de muestras de Bennu con observaciones astronómicas desde telescopios situados en Canarias, Chile o el espacio ofrece una visión integrada: de la nube interestelar al planeta habitable, pasando por asteroides que funcionan como etapas intermedias.

El papel de Europa y España en la investigación de Bennu y los compuestos prebióticos

Aunque la misión OSIRIS-REx está liderada por la NASA, la participación europea en el análisis de las muestras y en el contexto astrofísico es considerable. Institutos de Francia, Alemania, Italia, Reino Unido y España colaboran en el estudio de minerales, orgánicos y firmas espectrales asociadas a los compuestos detectados en el asteroide.

En España, centros como el Instituto de Astrofísica de Canarias y universidades con grupos de astroquímica y geociencias planetarias siguen de cerca estos resultados, aprovechando la experiencia previa en el estudio de meteoritos y análogos de regolito. Aunque la mayor parte del material de Bennu se analiza en Estados Unidos, los datos resultantes se comparten a escala internacional.

Además, Europa impulsa sus propias misiones de exploración y retorno de muestras, como la futura misión japonesa-europea MMX a las lunas de Marte o los planes de la ESA para traer a la Tierra material de Marte en colaboración con la NASA. La experiencia adquirida con Bennu servirá de guía para diseñar protocolos de recogida y preservación de compuestos frágiles.

Para la ciudadanía europea, estos avances no se quedan solo en los titulares sobre un asteroide exótico: alimentan investigaciones en química, física y biología que luego se traducen en nuevas técnicas analíticas, mejoras en instrumentación y formación de especialistas en campos punteros.

En el contexto educativo y divulgativo, la historia del triptófano en Bennu ofrece un ejemplo concreto y cercano para explicar cómo se investiga el origen de la vida desde Europa, con equipos que trabajan codo con codo con colegas de otros continentes en un tema que, en el fondo, nos interpela a todos: de dónde venimos y qué lugar ocupamos en el cosmos.

Lo que aún queda por averiguar sobre Bennu y el triptófano

Pese a lo llamativo del titular, los propios investigadores insisten en mantener cierta cautela. El siguiente paso será confirmar de manera independiente la presencia de triptófano mediante nuevos análisis de otras fracciones de la muestra, usando métodos todavía más exigentes en cuanto a control de contaminantes.

Además, hay un esfuerzo en marcha por cartografiar mejor la diversidad interna de Bennu: relacionar con detalle qué minerales, sales y tipos de materia orgánica aparecen juntos y qué pistas dan sobre las condiciones físicas (temperatura, presión, presencia de agua) en las que se formaron.

Los científicos también comparan estos resultados con lo observado en otros cuerpos, como Ryugu y determinados meteoritos, para ver si el “menú” de aminoácidos y nucleobases que se ha encontrado en Bennu es excepcional o representa una norma entre los asteroides ricos en carbono.

Buena parte del material devuelto por OSIRIS-REx se conservará a largo plazo en instalaciones especializadas, a la espera de técnicas de análisis que todavía no existen. La experiencia con muestras lunares de las misiones Apolo, que décadas después siguen dando sorpresas gracias a nuevas herramientas, invita a pensar que Bennu seguirá ofreciendo datos durante muchos años.

Aunque no tengamos todavía todas las respuestas, la imagen que se va dibujando es la de un universo capaz de producir y dispersar por doquier los ingredientes químicos de la vida, dejando a los planetas la tarea de organizar esos ingredientes en sistemas biológicos cada vez más complejos.

Lo que han revelado las rocas oscuras de Bennu es que la frontera entre la química “inanimada” del espacio y la bioquímica que sostiene a los seres vivos es menos nítida de lo que pensábamos; con el triptófano y otros aminoácidos viajando en asteroides, la Tierra debió de recibir un surtido abundante de ladrillos moleculares, y esa provisión temprana pudo marcar la diferencia en el largo camino que llevó de simples compuestos orgánicos a la diversidad de vidas que hoy conocemos.

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